Page 8 - 《爆炸与冲击》2025年第12期

第 45 卷 李孝臣，等： 蜂窝管表层约束混凝土抗高速侵彻性能研究 第 12 期

1.2.2 弹体形貌和侵彻深度
对弹坑表面三维扫描结束后，沿弹道剖开靶体，测量靶体上表面至弹头部分即为侵彻深度。图 6 所
示为 3 种试验条件下回收的试验弹体形貌，可以看出试验弹体在靶体内部状态垂直于靶体，表明弹体为
正侵彻，弹头部分有不同程度的磨蚀，弹体其余部分相对完整。为了表征弹头部分损伤，定义弹尖和弹
头尾部连线与弹体直径所成的夹角为磨损特征角 α，示意图如图 7 所示，图中 α 为弹头的初始特征角。
0
由图 7 可知，弹头特征角度改变量∆α 越大，表明弹头损伤越严重。

Original
Bullet α
H0 α 0
∆α
H20

H50

图 6 回收的试验弹体形貌 图 7 弹头特征角度示意图
Fig. 6 Morphology of recovered projectile Fig. 7 Schematic diagram of warhead characteristic angle
为了进一步定量分析 3 种靶体的抗侵彻性能，采用线性假设归一化定义弹速为 1 500 m/s 时 3 种靶
体的侵彻深度为 P 1500 ，试验及归一化处理结果如表 2 所示。可见，在同一侵彻速度条件下，H20、H50 靶
体较 H0 靶体侵彻深度分别减小 1.2%、5.5%，蜂窝管特征管深越大，靶体抗侵彻性能越好。

表 2 试验后弹体参数、侵彻深度对比
Table 2 Comparison of projectile parameters and penetration depths after test
∆l ∆m ∆α
试验工况 v/(m·s ) l/mm ×100% m/g ×100% α/(°) ×100% P/mm P 1500 /mm
−1
l m α 0
H0 1 469.8 33.2 7.8 8.7 7.4 68.5 6.4 285 291.0
H20 1 533.5 31.5 12.5 8.6 8.5 64.2 12.3 294 287.6
H50 1 456.7 30.4 15.6 8.4 10.6 60.6 17.2 267 275.0
注：l为弹体长度；m为弹体质量；α为弹头特征角度；α 0 为弹头初始特征角度；P为实际侵彻深度；P 1500 为1 500 m/s速度下侵彻深度。
文献 [13] 表明侵彻成坑直径对弹体速度的变化不敏感，但是弹体侵彻深度与弹体速度有着直接关

系，在刚性侵彻范围内（质量损失小于 10%），弹
体 侵 彻 深 度 与 侵 彻 速 度 呈 线 性 关 系 [ 14 ] 。 H0、 Honeycomb steel
H20 和 H50 这 3 种工况下弹头的质量损失随着
蜂窝管特征管深 V 的增大而依次加重，这是因为
Crushing zone
蜂窝管约束通过提升混凝土动态抗压强度 ，导
[9]
致开坑阶段弹头应力集中加剧、钝化程度增大，
进而显著提高开坑阶段和后续隧道阶段的侵彻 Trajectory
阻力，随着 V 的增大，这种现象越发明显。
试 验 完 成 后 H20 靶 体 的 剖 面 图 如 图 8 所
示，可以看到损伤区域主要集中于中心蜂窝钢区
域，且呈对称分布，破碎区深度为 46.0 mm，宽度
为 52.0 mm。 从 剖 面 来 看 ， 弹 道 垂 直 于 靶 体 表
面，靶体除弹道外无其他明显破坏，表层蜂窝钢 图 8 H20 靶体剖面图
有效抑制了侵彻裂纹的发展。 Fig. 8 Cross section of H20 target

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